Надточій Анжела Анатоліївна, к.т.н., доц., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-5077-0562. Е-mail: office.isi@nas.gov.ua

Степаненко Дмитро Олександрович, к.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-0184-8295

Ходотова Наталя Євстахівна, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107

Киричок Владислав Сергійович, аспірант, Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, вул. Лазаряна, 2, Україна, 49010

ТЕРМОДИНАМІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЕДІНКИ СКЛАДОВИХ У ШЛАКОВИХ СИСТЕМАХ, ЩО ХАРАКТЕРНІ  ПРИ ВИРОБНИЦТВІ МАРГАНЦЕВИХ ФЕРОСПЛАВІВ

Анотація. Метою дослідження є пошук високоефективних схем використання вторинних сировинних матеріалів та безвідходних технологій, що дозволять повернути цінні хімічні елементи у металургійний переділ, насамперед марганцю. Ця проблема не може бути вирішена без теоретичного обґрунтування фізико-хімічних умов, створення яких дозволить досягнути більш повного використання потенціалу корисних властивостей матеріалів, що досліджуються. Аналіз основних фізико-хімічних властивостей марганцевмісних матеріалів, зокрема феросплавних шлаків, дозволить отримати вихідні дані та інтервали значень параметрів, необхідних для подальших досліджень з розробки ефективної технології переробки шлаків марганцевого виробництва. Термодинамічними розрахунками рівноваги у системі Mn-Si-Ca-Al-Mg-O показано, що підвищення кількості вільного оксиду марганцю пов’язано з визначеним значенням основності, досягнення якого забезпечує переважне зв’язування кремнезему у силікати кальцію. Підвищений вміст оксиду магнію підвищує кількість вільних оксидів кремнію та марганцю. Показано, що співвідношення оксидів в системі впливає на в’язкість та кристалізаційні характеристики цієї системи. Ступінь відновлення оксидів визначається активністю компонентів шлакової фази, що залежить від його хімічного складу і температури. Розрахунок активностей у системі на основі оксиду марганцю показав, що зростання основності та вмісту оксиду магнію у системі підвищує активність оксиду марганцю, а добавка оксиду алюмінію – знижую Це співпадає з отриманими даними по розрахунку рівноважного розподілу фаз. Аналіз отриманих в роботі даних розрахунку активностей складових у складній шлаковій системі на основі оксиду марганцю обґрунтовує доцільність повторної переробки металургійних марганцевих шлаків, що дозволить повернути марганець у металургійний переділ.

Ключові слова: марганцевмісні шлаки, термодинаміка, розподіл фаз, основність, в’язкість, активність.

Посилання для цитування: Надточій А. А., Степаненко Д. О., Ходотова Н. Є., Киричок В. С. Термодинамічне моделювання поведінки складових у шлакових системах, що характерні при виробництві марганцевих феросплавів. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 263-274. (In Ukrainian).

DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-263-274

Перелік посилань

  1. Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов. /под ред. A. Зубченко: 2-е изд. Москва : Машиностроение, 2007. 784 с.
  2. Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна / Под ред. Ю.С. Юсфина: 3-е изд. Москва : ИКЦ “Академкнига”, 2004. 774 с.
  3. Айзатулов Р. С., Харлашин П. С., Протопопов Е. В., Назюта Л. Ю. Теоретические основы сталеплавильных процессов: учеб. пособие для вузов. Москва : МИСиС, 2002. 319 с.
  4. Величко О. Г., Бойченко Б. М., Стоянов О. М. Технології підвищення якості сталі: підруч. Дніпропетровськ : Системні технології, 2009. 234 с.
  5. Гасик М. И., Лякишев Н. П., Емлин Б. И. Теория и технология производства ферросплавов : учебник для вузов. Москва : Металлургия, 1988. 784 с.
  6. Каплунова Е. А. Рынок марганецсодержащих ферросплавов. Бюл. деловой и коммерческой информации. Вестник АО Биржа металлов. № 6. С. 14-19.
  7. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии : справочник : в 2-х т. Москва : Экономика, 1986. 344 с.
  8. Ситтиг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов: справ. изд. / под ред. Н. М. Эмануэля. Москва : Металлургия, 1985. 408 с.
  9. Гиммельфарб А. Н., Котов К. И. Процессы восстановления и шлакообразования в доменных шлаках. Москва : Металлургия, 1982. 340 с.
  10. Кучер А. Г., Мироненко П. Ф. Восстановительные процессы в производстве ферросплавов. Москва: Наука, 1977. С. 71-74.
  11. Чуйченко А. А., Шеремет Л. В. Производство ферросплавов. Москва : Металлургия, 1980. 160 с.
  12. Деханов Н. М., Александров А. П., Новиков А. С. Повышение эффективности производства и улучшения качества электроферросплавов. Днепропетровск, 1978. С. 75-76.
  13. Панфилов М. И., Школьник Я. Ш., Орининский Н. В., Коломиец В. А., Сорокин Ю. В., Грабеклис А. А. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. Москва : Металлургия, 1987. 238 с.
  14. Литвиненко Д. Ф., Бобкова О. С., Рупов М. А. Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов. Тбилиси : Мецниереба, 1978. С. 171-173.
  15. Ракитина Н. И., Туркина Н. А., Морозов А. А. и др. Исследование вязкости передельного шлака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца. Физикохимия и металлургия марганца : сб. науч. тр. Москва : Наука, 1983. С. 16–
  16. Кожеуров В. А. Термодинамика металлургических шлаков. Свердловск: Металлургия, 1965. 163 с.
  17. Герасимов А. В. Экономическая оценка ресурсосберегающих технологий (на примере использования марганца) : автореф. дис. канд.экон.наук. : 08.00.05. Москва, 1990. 22 с.